ورقة بحثية عن عملية إنتاج قوالب الأدوات الزراعية باستخدام القالب المفقود

1. المقدمة

في الماضي، كان العملاء يستخدمون عملية صب الرمل لإنتاج رؤوس المطرقة ومفاصل السلسلة وغيرها من المسبوكات في الموقع، مما أدى إلى العديد من المشاكل، مثل انخفاض كفاءة الإنتاج، وبيئة العمل السيئة، وكثافة العمال، وسوء جودة سطح المنتجات. مع التطور السريع لعملية EPC في الصين، ومزاياها المتمثلة في انخفاض تكلفة العمالة، وتوفير الطاقة، وحماية البيئة، وجودة السطح الجيدة، بدأ الناس في استخدام EPC لإنتاج هذا النوع من المسبوكات.

2. تحليل الصب

إن مفاصل السلسلة المنتجة في موقع يونان هي مصبوبات فولاذية 45#، والتي تم إنتاجها بعملية صب الرمل في المرحلة المبكرة. أثناء استخدام مفاصل السلسلة، يجب توصيل مفاصل السلسلة مع دبابيس العمود، بحيث تكون التشطيب السطحي للمصبوبات عالية. يجب معالجة المصبوبات الناتجة عن صب الرمل لتلبية متطلبات استخدامها، رأس المطرقة هو مصبوب فولاذ منجنيز عالي. في عملية صب الرمل، تكون عملية إزالة القلب وإغلاق الصندوق معقدة، ومن السهل ظهور عيوب الصب مثل الرفرفة والنتوءات، وتكون جودة سطح المنتجات رديئة. يتم تقليل عملية إزالة القلب وإغلاق الصندوق بشكل كبير ويتم تحسين جودة سطح المنتجات. يمكن لمفاصل السلسلة المنتجة بواسطة عملية EPC تلبية متطلبات الاستخدام دون معالجة.

فيما يلي عرضٌ رئيسيٌّ لعملية إنتاج فولاذ المقطع السلسلي. يتميز هذا الفولاذ بنقطة انصهار عالية، وسيولة ضعيفة، وانكماش، وسهولة أكسدة، وتأثره الشديد بالخواص الميكانيكية للصب. يتميز نظام البوابات ببساطته، ومساحته المقطعية الكبيرة، مما يجعل عملية التعبئة سريعة وسلسة، ويمنع تشتت التدفق، ويساهم في تنظيم تصلب الصب ورافعة التغذية، دون أن يعيق انكماش الصب. يظهر المنتج المادي في الشكل 1.

الشكل 1. صب وصلة السلسلة ورأس المطرقة

3.المنطقة البيضاء

يتطلب إنتاج القالب الأبيض في سلسلة الإنتاج الميداني بنية بسيطة نسبيًا، وكمية الإنتاج صغيرة، لذا تُعتمد طريقة قطع ولصق القالب الأبيض. بالنسبة للمسبوكات التي تتطلب قطعًا ولصقًا، يتم تطوير أدوات القطع واللصق المناسبة لتحسين كفاءة الإنتاج وتحديد حجم هيكل الصب بدقة. يقوم فريقنا الفني في الموقع بإنتاج أدوات قطع ولصق القالب الأبيض، بما في ذلك صب الجسم الرئيسي لقالب الألومنيوم المقطوع، ووضع قالب اللصق، ولصق رافع الصب، ولصق اللاصق الساخن المصهور. يجب ألا يكون هناك فجوة في موقع اللصق، لمنع دخول الطلاء إلى الفجوة، مما يؤدي إلى عيوب الخبث بعد الصب. يوضح الشكل 2 عملية صنع القالب الأبيض.

الشكل 2 عملية تصنيع القالب الأبيض

4. المنطقة الصفراء

(1) الطلاء مصنوع من طلاء خاص من الفولاذ المصبوب. عند تطبيق الطلاء لأول مرة، يتم خلط الطلاء والماء بنسبة 1:0.65، ويقلب في برميل خلط الطلاء لمدة ساعة واحدة. بعد الخلط، اضبط وفقًا لقوام الطلاء، إذا كان سميكًا جدًا، يمكنك إضافة الماء بشكل مناسب. فرشاة الطلاء المستخدمة لأول مرة لا تكون سميكة جدًا، يمكنك استخدام مقياس بوم للقياس. لتجنب تشقق سطح التجفيف، مما يؤثر على جودة الصب. ضع القالب الأصفر الذي تم طلاؤه لأول مرة في غرفة التجفيف. يتم التحكم في درجة حرارة غرفة التجفيف عند حوالي 45 درجة مئوية، ويجب ألا تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا، وإلا فقد تسبب في تشققات في زوايا القالب الأصفر. الرطوبة أقل من 15٪، يجب ألا يتم نفخ القالب الأصفر مباشرة بواسطة سخان التجفيف، حتى لا يتسبب في تسخين القالب الأصفر بدرجة عالية جدًا، مما يتسبب في تشققات في زوايا الطلاء. يجف في هذه البيئة لمدة 8 ساعات تقريبًا.

(2) عند طلاء الطبقة الثانية، تكون الطبقة أكثر سماكة قليلاً من الطبقة الأولى. بعد طلاء القالب الأبيض، يجب تركه لمدة دقيقة واحدة حتى يصبح السطح موحدًا، وذلك لمنع تراكم الطلاء على القالب الأبيض. سيتم طلاء القالب الأصفر بعد ذلك.

(3) ضع القالب في غرفة التجفيف، مع التحكم في درجة الحرارة عند حوالي 50 درجة مئوية، ورطوبة أقل من 15%، وتجفيف لمدة 24 ساعة. في المرة الثانية، جفف القالب لمدة 6 ساعات تقريبًا، ثم امسح الأجزاء المكشوفة من القالب الأصفر والمصب. بعد التجفيف، يتكون القالب الأصفر، كما هو موضح في الشكل 3. ثم يُطلى القالب الأصفر مرتين.

الشكل 3 عملية تشكيل القالب الأصفر المركب

5. خطة عملية المنطقة السوداء

(1)نمذجة الصندوق المدفون

باستخدام رمل الكوارتز 30-40 شبكة، سمك الرمل السفلي هو 200 مم، بعد تعليق مسطح، والاهتزاز، ووضع نموذج الرغوة. أضف الرمل أولاً مع كيس من القماش، ونموذج الرغوة الثابت، ثم أضف الرمل لدفن نصف الصب، والاهتزاز الثاني، والاهتزاز 30-40 ثانية، والاهتزاز الكامل، يجب ألا يكون الوقت طويلاً جدًا، لتجنب تشقق القالب الأبيض، ومتطلبات التحكم في الوقت أكثر صرامة، والوقت القصير جدًا، واهتزاز ثقب العمود غير محكم، وقد يؤدي الوقت الطويل إلى كسر القالب الأبيض. عندما يهتز باليد في الاهتزاز المساعد للرمل. بعد الاهتزاز الثاني، يُضاف الرمل إلى المستوى العلوي لكأس المصب لإحكام الاهتزاز الثالث. ثم يُضاف غشاء بلاستيكي ويُضاف الرمل العلوي. لمنع الحديد المنصهر من فرك الرمل حول كأس المصب ودخول الصب، يجب وضع رمل سيليكات الصوديوم حول المصب لمنع غسل الرمل. تظهر عملية دفن الصندوق في الشكل 4.

الشكل 4 عملية نمذجة الصندوق المدفون

صهر

الإعداد المسبق للتركيب الكيميائي:

يُستخدم الفولاذ الكربوني العادي Q235 في صناعة خردة الفولاذ. على سبيل المثال، في فرن التردد المتوسط ​​0.5 طن، تكون نسبة المواد الخام المضافة 98.6% خردة فولاذية، و0.5% فيروسيليكون، و0.9% فيروسيليون. تُخلط المكونات حسب نسبها. بعد صهر المعدن، يُسخّن كيس الشطف. لتقليل فاقد السبائك الناتج عن الاحتراق، تُضاف سبيكة فيروسيليون فيروسيليون فيروسيليون قبل صهر المعدن وصبّه.

(2)صب

يجب إزالة الخبث قبل صب الفولاذ المصهور. بعد خروج الفولاذ المصهور من الفرن، يُسكب في أسرع وقت ممكن. يجب أن تتراوح درجة حرارة الصب بين 1520 و1550 درجة مئوية، وأن يكون الضغط السالب -0.05MP. بعد الصب، يُحافظ على الضغط السالب -0.025MP لمدة 5 دقائق. بعد ساعتين، يُقلب الصندوق ويُنظف المسبوك. الشكل 5 أدناه بعد قلب الصندوق وتنظيفه.

الشكل 5 الصب بعد التنظيف والتلميع

6. تحليل العيوب

6.1 مشبك الخبث، عصا الرمل، مشبك الرمل

(1) جودة القالب الأبيض نفسها بها عيوب، مما يؤدي إلى طلاء الطلاء في فجوة القالب الأبيض أو الحفر، مما يؤدي إلى اختلاط بقايا طلاء الصب في الصب، ويحدث تثبيت الخبث.

(2) لم يتم تنظيف الطلاء بالتساوي، مما أدى إلى ظهور رمال لزجة عند الصب.

(3) يغسل الحديد المنصهر الرمال المحيطة به أثناء الصب، مما يؤدي إلى جلب الرمال إلى الصب.

(4) لا تكتمل عملية إزالة الأكسدة المعدنية الساخنة، ولا يكون الخبث نظيفًا.

الحلول:

(1) يجب التحكم في درجة الضغط السلبي ودرجة حرارة الصب بشكل معقول، ويجب تقليل درجة الضغط السلبي ودرجة حرارة الصب قدر الإمكان على أساس ضمان التقدم السلس للصب، وذلك لإضعاف قدرة اختراق السائل المعدني عالي الحرارة.

(2) يجب إضافة الرمل خطوة بخطوة، وإضافة اهتزاز الرمل السفلي 200 مم، ثم وضعه في الشكل، وإضافة الرمل إلى الموضع العام للشكل، والاهتزاز، ووقت الاهتزاز لا ينبغي أن يكون طويلاً للغاية، ثم الاهتزاز أثناء إضافة الرمل.

(3) التحكم المعقول في سمك الطلاء، وتحسين مقاومة الطلاء، وقوة تحمل درجات الحرارة العالية وغيرها من الخصائص.

(4) كوب تصريف معقول لضمان عدم دفع السائل المعدني للرمل بالقرب من كوب التوزيع إلى داخل كوب التوزيع أثناء الصب.

(5) التحكم الصارم في عملية إزالة الأكسدة، باستخدام عامل الخبث لإزالة الخبث في الحديد المنصهر، وعملية الصب باستخدام قطن الخبث لمنع الخبث بشكل فعال.

6.2 الثغور

(1) في معظم الحالات، بسبب اضطراب ملء المعدن السائل أثناء عملية الصب، تتشقق الرغوة بعد ملامستها للسائل المعدني، ولا يمكن تفريغ الغاز المتولد من السائل المعدني، مما يؤدي إلى تكوين مسام. غالبًا ما تكون هذه الثغور كثيرة.

(2) عدم تجفيف العفن الأصفر جيدًا يؤدي إلى انسداد تفريغ الغاز. وهذا سبب رئيسي لظهور ثقوب الهواء.

الإجراءات الوقائية:

(1) تصميم معقول لنظام الصب، بحيث يتم ملء الحديد السائل بسلاسة، دون أي اضطراب؛ زيادة درجة حرارة الصب واختيار درجة ضغط سلبية معقولة؛ التحكم بدقة في سمك الطلاء ونفاذية الرمل.

(2) بعد تجفيف النموذج، يجب أن يكون الطلاء جافًا تمامًا. يجب تجنب وضع القالب الأصفر بعد التجفيف في غرفة التجفيف مع القالب الأصفر المطلي حديثًا.

(3) انتبه إلى استخدام الغراء البارد أو الساخن أثناء عملية الالتصاق. لضمان قوة الالتصاق، كلما كانت الكمية أقل، كان ذلك أفضل، مما يقلل من انبعاث الغازات واحتمالية تكوين المسامية.

(4) تم اعتماد نظام البوابة المغلقة. أثناء الصب، يتم التحكم بدقة في سرعة الصب لضمان وجود كمية معينة من السائل المعدني في كوب الصب، ومنع دخول الهواء.

7.الخاتمة

من خلال اختبارات الصب المتكررة في الموقع، تُحدد العملية المذكورة أعلاه لتلبية متطلبات صب المنتجات المؤهلة، ويمكنها ضمان معدل أعلى من المنتجات الأصلية. ومع ذلك، قد تظهر أيضًا عيوب في الصب، مثل المسامية وتراكم الخبث. والسبب الرئيسي للمسامية هو كثافة القالب الأبيض، ودرجة التجفيف، والحفاظ على الضغط السلبي. والسبب الرئيسي لتراكم الخبث هو عدم نظافة عملية جمع الخبث أثناء عملية الصهر.

عملية الصب الهندسي والهندسة والمشتريات (EPC) أكثر تعقيدًا من طرق الصب الشائعة الأخرى. لإنتاج مصبوبات عالية الجودة، يجب فهم كل حلقة بدقة، وأي خلل فيها قد يؤدي إلى ظهور عيوب في الصب. وأخيرًا، نأمل أن يُشكل إنتاج مصبوبات الفولاذ مرجعًا لإنتاج منتجات مماثلة في المستقبل.